教案嵌入式应用基础（项目2第5周）PWM

无锡科技职业学院《嵌入式应用与开发》教案授课周次5授课课时4教学目标知识目标：理解PWM的概念，掌握STM8S208MB单片机的TIM1的PWM的配置。技能目标：能够修改PWM配置参数，基于TIM1的PWM库函数实现呼吸灯，能够用LED元器件观察PWM输出情况。素养目标：学习宋彪同学坚持努力、勇于追求的精神，培养职业院校学生通过技能提升实现个人价值与社会贡献的职业发展观，传承精益求精的工匠精神。教学内容PWM概念PWM库函数教学重点PWM概念教学难点PWM库函数教学方法讲授法+演示法+任务驱动法+案例教学法教学体会或反思教学设计：（包括教学准备、课堂导入、教学实施、作业布置等各个环节的教学内容（活动安排）、教学方法和时间分配等）一、课堂导入（5分钟）本环节首先回顾项目二任务一的TIM1模块的功能，引导学生关注PWM波的产生，从而引出本节课的核心问题：如何通过TIM1模块产生PWM波。接着展示测量、通信、功率控制与变换等领域应用场景，说明PWM波在模拟电路控制技术中的重要性。二、教学实施（110分钟）环节一：PWM讲授本环节首先教师讲解PWM的概念（包括定义、英文全称、用途等），并以正弦波为例，讲解PWM控制原理，并用板书的方式，演示对原正弦波进行时间轴的采样操作，以及对应等效的等幅不等宽的脉冲在相同时间内保持面积相等的操作；接着，教师讲解STM8S208MB单片机能够产生的PWM的定时器有TIM1~TIM3，其中TIM1可以产生4路PWM波形输出并且可以产生3路互补输出的PWM波形，TIM2可以产生3路PWM波形输出，TIM3可以产生2路PWM波形输出，TIM4不能产生PWM波形输出；然后，结合表2.2.1，教师讲解TIM1~TIM4产生的PWM占据哪些引脚；最后，结合图2.2.2，教师引入频率（周期）、占空比等概念，分析PWM波形图。环节二：硬件平台讲解本环节聚焦于STM8S单片机定时器1映射通道（PC1、PC2、PC3、PC4引脚）的分析。结合图2.2.3，讲解如何使用LED灯元器件检测PC1~PC4引脚PWM波形输出情况。首先，教师带领学生找出STM8S208MB开发板中PC1~PC4和GND的引脚位置。然后，教师带领学生回顾LED灯原理，即单向导电、短脚接GND。最后，教师演示如何使用跳线在PC1、GND引脚接入LED灯。环节三：软件配置教学本环节详细讲解STM8S208MB单片机TIM1的PWM常用库函数的讲解，包括TIM1_OC1Init、TIM1_OC2Init、TIM1_OC3Init、TIM1_OC4Init和TIM1_CtrlPWMOutputs等函数。以TIM1_OC1Init为例，结合本任务实际（实现PC1输出PWM波形，初始化参数为PWM1模式2、启用互补输出比较、脉冲宽度初值是1000、输出比较极性（低电平）、互补输出比较极性（低电平）、输出比较空闲状态（置位）、互补输出比较空闲状态（复位）），解析该函数的参数。环节四：代码实践学生根据讲解内容进行独立编程实践。首先编写main.c主程序，在BSP_Configuration函数中调用CLK_Configuration配置内部16M时钟1分频，调用TIM1_PWM_Init的初始化，调用rim函数开启总中断，主循环中执行TIM1_PWM_Demo1业务。随后编写tim1_pwm.h头文件：声明TIM1_PWM_Init初始化函数和TIM1_PWM_Demo业务函数等函数原型。重点编写tim1_pwm.c源文件：TIM1_PWM_Init函数调用TIM1及PWM库函数，实现初始化TIM1时基单元，使能自动重装，PC1~PC4输出PWM，开定时器1，自动预装载允许位；TIM1_PWM_Demo1函数则在各通道中产生不同占空比的PWM波。教师巡回指导，协助解决时钟配置错误、引脚复用冲突等常见问题。环节五：联调测试程序编译通过后进入软硬件联合调试阶段。学生首先使用USB线链接开发板和PC机。下载程序并运行后，观察如图2.2.7所示的开发板中外接的2